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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für Boilerbehälter in heizmediumführenden
Kessel- bzw. Boilergehäusen mit kubischer oder runder Außenumhüllung, bestehend
aus das Brauchwasser enthaltenden, durch Wandungen vom Heizmedium getrennten Räumen
mit Zu- und Abflußleitungen für das Brauchwasser.
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Es ist bekannt, zur Erwärmung und Speicherung von Brauchwasser im
heizmediumführenden Teil von Kessel- bzw. Boilergehäusen Behälter anzuordnen, die
vom heißen Kesselwasser als Heizmedium umgeben und mit Zu- und Ableitungen für das
zu erwärmende bzw. zu speichernde Brauchwasser versehen sind. Der heizmediumführende
Teil von Kesseln bzw. von Boilergehäusen hat in der Regel zylindrische oder kubische
Formen, während die Brauchwasserboiler immer in zylindrischer Form in die heizmediumführenden
Räume der Kessel- oder Boilergehäuse eingesetzt sind. Allein auf Grund dieser geometrischen
Formen ergibt sich eine schlechte Raumausnutzung, zumal man derartige Boiler immer
als Einzelbehälter in die Kessel- oder Boilergehäuse einsetzt. Will man große Brauchwasserleistungen
zur Verfügung haben, so müssen die Boilerbehälter entsprechend groß dimensioniert
werden, womit gleichzeitig eine immer schlechter werdende Raumausnutzung Hand in
Hand geht. Große Boilerbehälter sind außerdem mit dem Nachteil belastet, daß in
bezug auf ihr Volumen die Wärmeübertragungsflächen begrenzt sind und daß sie mit
Rücksicht auf ihre Druckbelastbarkeit relativ große Wandstärken haben müssen, die
die Verwendung von korrosionsbeständigen Materialien, wie Nickel, Nickelbronze,
Kupfer od. dgl. wegen der damit verbundenen hohen Kosten verbietet.
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Demgemäß resultiert die vorliegende Erfindung aus der Aufgabenstellung,
eine Anordnung zur Erwärmung und Speicherung von Brauchwasser in Kessel- bzw. Boilergehäusen
zu schaffen, bei der der zur Verfügung stehende Raum im Hinblick auf eine hohe Brauchwasserleistung
bei verbesserten Wärmeübertragungsverhältnissen voll ausgenutzt- ist.
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Diese Aufgabe ist nach der Erfindung mit einer Anordnung zur Erwärmung
und Speicherung von Brauchwasser gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß mindestens
im heizmediumführenden Raum des Kessel- bzw. Boilergehäuses mehrere Boilerbehälter,
wie Boilerbehälter mit gleichen oder unterschiedlichen Durchmessern, im Verband,
wie Stapel-, Kreis-, Halbkreisverband od. dgl., angeordnet sind.
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Mit dieser Lösung sind mehrfache Vorteile verbunden.
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Die heizmediumführenden Räume können besser ausgenutzt werden, da
mit mehreren kleineren Boilern vorhandene Zwischenräume erfaßt werden können. Es
lassen sich bei Verwendung der gleichen Boilertype extrem breit oder extrem hoch
gebaute Kessel- oder Boilergehäuse verwenden, wobei die Boilerbehälter in Reihen
nebeneinander oder übereinander angeordnet sind. Bei runden Kesselgehäusen, die
beispielsweise mit einer exzentrischen nach unten verlagerten, zylindrischen Brennkammer
versehen sind, läßt sich der im Querschnitt sichelförmige, heizmediumführende Raum
durch Anordnung mehrerer im Durchmesser unterschiedlicher Boilerbehälter gut ausnutzen,
da Boilerbehälter mit kleineren Durchmessern in den seitlichen Zwischenräumen Platz
finden können. Grundsätzlich haben alle diese möglichen Anordnungen den Vorteil,
daß in bezug auf ein vergleichbares Brauchwasservolumen die Verwendung von mehreren
Boilerbehältern, sei es mit gleichen oder ungleichen Durchmessern, zu einer Vergrößerung
der Wärmeübertragungsflächen führt. Eine bessere Raumausnutzung im Bereich des heizmediumführenden
Teils führt aber auch bei vergleichbarem Brauchwasservolumen in nur einem Behälter
und bei gleicher Brauchwasserleistung zu kleineren Kesselaußenabmessungen.
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In besonders vorteilhaften Ausführungsformen ergeben sich bespielsweise
Anordnungen derart, daß die Boilerbehälter neben- und übereinander mit Distanz für
den Durchfluß des Heizmediums gestapelt angeordnet sind, wobei zwischen den Boilerbehältern
Zugbänder zwischen den die Boilerbehälter umfassenden Wandungen des Kesselgehäuses
verlaufen können. Ferner können mehrere Boilerbehälter mit gleichem Durchmesser
um eine mittige Brennkammer bzw. einen mittig angeordneten Boilerbehälter im Kreisverband
angeordnet sein. Bei exzentrisch nach unten verlagerter Brennkammer ist eine Anordnung
der Boilerbehälter in Halbkreisform vorteilhaft, wobei die Boilerbehälter unterschiedliche
Durchmesser haben.
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Es gibt Kessel, die aus einem zylindrischen Mantel bestehen, dessen
Stirnwände aus rechteckig oder quadratisch zugeschnittenen Stahlblechen bestehen,
die gleichzeitig als Träger für die Außenummantelung des ganzen Kessels dienen.
Hierbei ergeben sich vier, bisher unausgenutzte Zwischenräume in den Ecken, die
erfindungsgemäß durch die Verwendung mehrerer Boilerbehälter nunmehr ebenfalls mit
ausgenutzt werden können. Diese besondere Ausführungsform ist natürlich nur bei
entsprechend großen Kesselabmessungen sinnvoll. Hierbei werden in den Ecken eine
Art Doppelmantelboiler angeordnet, wobei der Raum zwischen den Doppelmänteln mit
dem eigentlichen heizmediumführenden Teil des Kessel-oder Boilergehäuses in Verbindung
steht.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der beschriebenen Anordnungen bestehen
darin, daß je nach Unterbringungsart der einzelnen Boilerbehälter Leitflächen im
heizmediumführenden Raum zwischen den dort angeordneten Boilerbehältern vorgesehen
sind, um eine gleichmäßige Beaufschlagung aller Boilerbehälter mit dem Heizmedium
zu erreichen. Derartige Leitbleche können gleichzeitig zur Kesselversteifung herangezogen
werden.
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Bei der Verwendung von mehreren Boilern in Stapelanordnung kann die
Raumausnutzung vorteilhaft noch dadurch gesteigert werden, daß man die Wandungen
des Kesselgehäuses mit Ausprägungen versieht, die in der Form der Form der gestapelten
Boilerbehälter entsprechen. Diese Ausprägungen ergeben gleichzeitig eine gute Aussteifung
der Kesselwände, wobei die sich dadurch in den Kesselwandflächen ergebenden Unebenheiten
mit dem Kesselisolationsmaterial zwischen Kesselwandung und Kesselummantelung ausgeglichen
werden.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung
sind an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 schematisch
die Anordnung von mehreren Boilerbehältern im Stapelverband im Kesseloberteil eines
relativ hoch gebauten Kessels, F i g. 2 schematisch die Anordnung von zwei
nebeneinander
liegenden Boilern in einem relativ breit gebauten Kessel, F i g. 3 schematisch einen
Schnitt durch die Anordnung gemäß F i g. 1 längs der Linie 1-I, F i g. 4 im Detail
die besondere Ausbildung des Kesselgehäuses in bezug auf den eingebauten Boiler,
F i g. 5 die Außenansicht des Kesselgehäuses gemäß F i g. 4 ohne Isolation und Kesselummantelung,
F i g. 6 die Anordnung von mehreren Boilern im Kreisverband, F i g. 7 die Anordnung
von mehreren Boilern im Halbkreisverband und F i g. 8 die Anordnung von mehreren
Boilern gemäß F i g. 7, wobei außerhalb des Kessels weitere Boiler angeordnet sind.
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Gemäß F i g. 1 sind im Kesseloberteil 1 eines relativ hohen Kessels
sechs Boilerbehälter 2 im Stapelverband angeordnet. Zur Aussteifung der Wandungen
des Kesselgehäuses 3 sind zwischen den Boilern 2 Zugbänder 4 angeordnet,
die in fester Verbindung mit dem Kesselgehäuse 3 stehen und im Verbindungsbereich
mit zusätzlichen, schräg verlaufenden Bändern 4' versehen sind. Die Steifigkeit
der Wändungen des Kesselgehäuses 3 kann noch durch Ausprägungen 5 gesteigert werden,
die gleichzeitig eine günstige Raumausnutzung durch die eingesetzten Boilerbehälter
2 ergeben, ohne daß dabei die Außenabmessungen des Kessels, d. h. von dessen Ummantelung
größer werden müssen, da der Raum für die Ausprägungen 5 von der Kesselmantelisolation
6 (siehe F i g. 4) aufgenommen wird. Bei dieser Ausführungsform ist von der überlegung
ausgegangen, daß beim Einsatz eines zylindrischen Körpers in ein eckiges Gehäuse,
dieser zylindrische Körper den zur Verfügung stehenden Raum nur sehr unvollkommen
ausnutzt. Um diesen zur Verfügung stehenden Raum besser ausnutzen zu können, erweist
es sich als vorteilhaft, die umgebenden Wandungen des Kesselgehäuses 3 dort, wo
die Wandungen die zylindrischen Boilerwandungen etwa tangential berühren würden,
mit Ausprägungen 5 zu versehen, unter Berücksichtigung eines Wandungs- und Boilerabstandes,
derart, daß das Heizmedium an dieser Stelle zwischen Boilerwand und Behälter ungehindert
hindurchströmen kann.
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Abgesehen von der Ausführungsform der Ausprägungen 5 in den Wandungen
des Kesselgehäuses 3 bietet die Verwendung von Boilerbehältern 2 mit relativ kleinen
Durchmessern eine günstige Anpaßbarkeit an die verschiedenen Größen unterschiedlicher
Kesseltypen bei guter Raumausnutzung und Wärmeaustauschflächenvergrößerung. Selbstverständlich
ist es möglich, auch andere Anordnungsverbände als die in den F i g. 1 und 2 gezeigten
vorzusehen, beispielsweise die Anordnung von vier oder neun Boilern im quadratischen
Verband oder die Anordnung von drei Boilern im Reihenverband.
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Um eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung aller im Stapelverband
angeordneten Boilerbehälter mit dem Heizmedium zu erzielen und um für eine geeignete
Ableitung des abgekühlten Heizmediums zu sorgen, werden zwischen den übereinander
angeordneten Boilerbehältern 2 gemäß F i g. 3 Leitbleche 7 eingebaut, die beispielsweise
auch an Stelle der horizontal verlaufenden Zugbänder 4 vorgesehen sein können.
Durch diese Leitbleche ist gewährleistet, daß die weiter unten liegenden Boilerbehälter
nicht mit dem nach unten strömenden, abgekühlten Heizmedium voll beaufschlagt werden
und die Erwärmung des Brauchwassers in den unteren Boilerbehältern nicht nachteilig
beeinflußt wird.
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In den F i g. 6 bis 8 sind besondere Anordnungsverbände dargestellt,
wie sie für runde Kessel- oder Boilergehäuse in Frage kommen. Bei F i g. 6 handelt
es sich um ein zylindrisches Boilergehäuse 8, das von einem beliebigen, hier
nicht dargestellten Kessel über ebenfalls nicht gezeigte Zu- und Abfuhrleitungen
mit einem Heizmedium beschickt wird. Im Boilergehäuse 8 sind mehrere Boilerbehälter
9 im Kreisverwand angeordnet, in dessen Zentrum ein weiterer Boilerbehälter
10 vorgesehen ist.
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Bei F i g. 7 handelt es sich um ein zylindrisches Kesselgehäuse 11
mit exzentrisch nach unten verlagerter Brennkammer 12. Durch diese Anordnung
ergibt sich ein im Querschnitt sichelförmiger Raum 12' für das Heizmedium. Diese
Darstellung macht deutlich, daß bei Verwendung nur eines Boilerbehälters dieser
Raum 12' denkbar schlecht ausgenutzt ist. Durch die Anordnung von mehreren
Boilerbehältern mit kleineren Durchmessern, die dann, wie dargestellt, im Halbkreisverband
angeordnet werden, ist mit Rücksicht auf eine hohe Brauchwasserleistung der Raum
12' günstig ausgenutzt. Selbstverständlich wäre es auch möglich, hierbei
lediglich Boferbehälter mit kleinem Durchmesser, wie mit 13 angedeutet, im
Halbkreisverband anzuordnen. Bei zylindrischen Kesselgehäusen mit kubischer Ummantelung
gemäß F i g. 8 ergibt sich, daß relativ große Eckenräume 14 zwischen Kesselgehäuse
15 und Ummantelung 16 unausgenutzt bleiben. Das Prinzip der Anordnung mehrerer Boilerbehälter
kann bei einer solchen Kesselausführungsform noch dadurch variiert werden, indem
auch diese Eckenräume 14 für die Unterbringung von Brauchwasserbereitern
herangezogen werden. Zu diesem Zweck sind in den Ecken zylindrische Boilergehäuse
17 angeordnet, die durch Leitungen 18 mit dem Kesselinnenraum in Verbindung stehen
und in denen entsprechend bemessene Boilerbehälter 19 untergebracht sind.
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Die gezeigten Ausführungsbeispiele lassen erkennen, daß neben der
vorteilhaften Wärmeaustauschflächenvergrößerung und der günstigen Raumausnutzung
noch der Vorteil günstiger Kombinationsmöglichkeiten besteht, wenn man an Stelle
der bisher üblichen Anordnung nur eines großen Boilerbehälters deren mehrere mit
kleineren Abmessungen vorsieht.